方法的流程图。在步骤S10中，沿着压电谐振器的长和宽激励两个正交振动模式。在步骤S12中，所述激励使得工作元件和压电谐振器中的一者由于两者之间的摩擦接触而产生移动。如果工作元件11是固定的，压电谐振器8将移动；而如果压电谐振器8是固定的，工作元件11将移动。在步骤S14中，能够移动的元件转而连接到流量控制构件，并使流量控制构件移动。
[0027]为了使流量控制构件6产生微/纳米的线性运动，调制装置19的输出端产生脉冲，所述脉冲的持续时间确定马达的线性步长。因此，高线性分辨率是通过在步进模式中使用线性马达7实现的，所述步进模式提供了调节流量的高分辨率。
[0028]图3中显示压电阀的另一个实施例，使用了一个以上的工作元件11。图3的工作元件11以平板形式弹性地连接到线性马达7的主体来实现，而非通过支撑结构12支撑，并且压电谐振器8也非连接到所述主体。压电谐振器8的一个接触部位9都带有一个工作元件11。每个工作元件11使用弹簧10弹性加载到压电谐振器8的相应接触部位9。所示的弹簧10作为非限制性的例子，并且本领域技术人员公知的其它类弹簧装置可被用来将工作元件11偏向压电谐振器8。因此，压电谐振器8相对阀主体1是可移动的，并连接到流量控制构件6。
[0029]为实现压电谐振器8的直线运动，工作元件11可以制成具有纵向槽，接触部位9沿着所述纵向槽移动。对图3实施例的其余描述与图1示出的实施例类似。
[0030]如图4所示，在压电阀的另一个实施例中，引入管状线性马达7’。压电谐振器8在本实施例中被径向极化，即，制成谐振器的压电材料沿垂直于谐振器内外圆柱表面的方向极化，或者轴向极化。
[0031]在压电谐振器8的外表面形成有电极8a，8b。压电谐振器8可以置于圆柱形工作元件11内。电极8a，8b在压电谐振器8的外表面中被环形接触部位9隔离。接触部位9位于沿压电谐振器8长度的中间位置。接触部位9可以作为压电谐振器8的一部分一体形成。更具体地，接触部位9能够形成为围绕压电谐振器8外表面延伸的连续环形带。然而，本发明并不限于此方面，并且在其他实施例中，接触部位9可分段，从而使得接触部位9的表面围绕压电谐振器8的圆周不连续。接触部位9与工作元件11的内表面接合。
[0032]工作元件11被配置成提供与接触部位9的良好接合(平滑结合)。这可以通过任何合适的方法完成。例如，在一些实施例中，工作元件11可以由弹簧钢制成，并可以包括沿工作元件11的长度设置的狭缝。还可以如此配置，使得压电谐振器8在工作元件11自身施加的弹性张力下或者来自将工作元件11与弹簧10弹性加载的弹性张力下保持在工作元件11内。另外，通过在制造过程中加热工作元件11压电谐振器8可以与工作元件11紧密贴合。按照上述配置，当压电谐振器8被激励并在图4线性马达7’的配置中使用时，能量可以直接施加到工作元件11。对图4中实施例的其余描述与图1示出的实施例类似，不同之处在于所述线性马达7以径向和纵向模式的组合运行。
[0033]本文所公开的控制阀的实施例可以将阀的流量控制元件的移动范围增加至10mm或更多，从而大大提高流量的调节范围。该系统中流量控制构件移动的最小一步可低至1纳米，这显著增加了阀的分辨率。该阀基本没有漂移，并且阀杆不动时不消耗任何能量。
[0034]虽然本发明已经结合目前被认为最实际的和最优选的实施例进行了描述，但必须理解，本发明并不限于所披露的实施例，相反，其旨在覆盖包括在所附权利要求精神和范围内各种形式的修改和等价的布置，该范围应被赋予最宽的解释，以使其涵盖法律所允许的所有这样的修改和等价的结构。
[0035]尽管本发明已相对一个或多个实施例进行了说明和描述，本领域其它技术人员在阅读和理解本说明书和附图时会想出等价的改变和修改。此外，尽管本发明的特定特征可能仅相对于若干实现方式中的一个公开，这样的特征可以与对任何给定或特定的应用所需和有利的其他实现方式的一个或多个其他特征组合。
[0036]文中所用的术语仅用于描述具体实施例，并非意在限制本发明。如本文所用的，单数形式“一”，“一个”和“该”也包括复数形式，除非上下文有明确指出。此外，在某种程度上，用在说明书和/或权利要求中的术语“包含”，“包括”，“具有”，“有”，“带有”或其变体，这些词语旨在以类似于“包括”的方式，是包容性的。
[0037]除非另有定义，否则文中使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有相同的含义，与本发明所属技术领域内普通技术人员通常理解的一致。将进一步理解，术语，诸如那些在通常使用的词典中定义的，应该被解释为与相关领域上下文一致的含义，并且不会被解释为在理想化或过于正式的含义，除非文中明确地如此定义。
[0038]本文的方法可全部或部分地由一个或多个处理器实现，所述处理器可包括计算机，服务器，或现有的或以后开发的能够操纵或处理信息的任何其他计算设备或系统，包括光学处理器，量子处理器和/或分子处理器。合适的处理器还包括，例如，通用处理器，专用处理器，IP核心，ASICS，可编程逻辑阵列，可编程逻辑控制器，微代码，固件，微控制器，微处理器，数字信号处理器，存储器，或前述的任何组合。所述方法可使用带有计算机程序的通用计算机/处理器实现，在执行时，执行任何在此描述的各种方法、算法和/或指令。此外或可选地，例如，可以利用专用计算机/处理器，所述专用计算机/处理器包含用于执行本文描述的任何方法、算法和/或指令的专门硬件。
【主权项】
1.一种压电阀，其包括: 主体，所述主体具有输入通道和输出通道，所述输入通道和所述输出通道每一者被配置为与流体流动系统连接； 流量控制构件，所述流量控制构件在全打开位置和关闭位置之间相对于所述输入通道和所述输出通道移动；以及 压电马达，所述压电马达包括: 压电谐振器，其中沿所述压电谐振器的长和宽激励两个正交的振动模式，所述压电谐振器被配置为与控制系统连接； 工作元件；以及 一个或多个接触部位，所述接触部位在所述工作元件和所述压电谐振器之间提供摩擦接触，所述工作元件和所述压电谐振器中的一者连接到所述流量控制构件，并被配置为由于摩擦接触相对于所述工作元件和所述压电谐振器中的另一者移动，从而移动所述流量控制构件。2.根据权利要求1所述的压电阀，其中，所述压电谐振器固定安装在所述主体上，并且所述工作元件与所述流量控制构件连接，使得所述工作元件能够相对于所述压电谐振器移动。3.根据权利要求1所述的压电阀，其中，所述工作元件固定安装在所述主体上，并且所述压电谐振器与所述流量控制构件连接，使得所述压电谐振器能够相对于所述工作元件移动。4.根据权利要求1所述的压电阀，其中，所述压电谐振器被配置成具有横向极化的扁平压电元件。5.根据权利要求1所述的压电阀，其中，所述压电谐振器被设计为具有轴向或径向极化的环形压电元件。6.根据权利要求1所述的压电阀，还包括: 控制系统，其连接到所述压电谐振器，所述控制系统包括: 脉冲放大器，所述脉冲放大器与外部电源连接，所述脉冲放大器具有连接到高频发生器输出端的输入端，所述高频发生器产生对应于所述压电谐振器的激励谐振频率的频率，并且所述脉冲放大器具有连接到所述压电谐振器的输出端。7.根据权利要求6所述的压电阀，其中，所述控制系统还包括调制装置，所述调制装置被配置为确定高频脉冲组的持续时间和重复率，所述调制装置与所述高频发生器的输入端相连。8.根据权利要求1所述的压电阀，其中，所述压电马达被配置为将所述流量控制构件移动至全打开位置和关闭位置之间的两个以上中间位置，以增加阀分辨率。9.根据权利要求1所述的压电阀，其中，所述压电谐振器被配置为接收在两个正交振动模式之间选择的一个频率，所述频率同时退出两个正交振动模式。10.根据权利要求1所述的压电阀，其中，所述压电阀是隔膜阀、闸阀、滑阀或线轴阀之 ο11.根据权利要求1所述的压电阀，其中，所述流量控制构件包括连接到止动件的阀杆，所述阀杆连接到所述压电马达，并且所述止动件被配置为在关闭位置容纳在阀座内。12.—种调节流体流量的方法，包括以下步骤: 通过使用压电马达沿线性轴线线性地移动流量控制构件，在流体通道内调节所述流量控制构件的位置，所述压电马达具有与工作元件摩擦接触的压电谐振器，其中调节所述位置包括以下步骤: 沿所述压电谐振器的长和宽激励两个正交的振动模式，从而使所述压电谐振器和所述工作元件中的一者由于摩擦接触而移动；以及 利用所述压电谐振器和所述工作元件中产生移动的一者，移动所述流量控制构件。13.根据权利要求12所述的方法，还包括接收在两个正交振动模式之间选择的一个频率，所述频率同时退出两个正交振动模式。14.根据权利要求12所述的方法，还包括: 使用高频发生器产生对应于所述压电谐振器的激励谐振频率的频率，被产生的所述频率由脉冲放大器提供，所述脉冲发生器与外部电源连接。15.根据权利要求14所述的方法，还包括: 使用调制装置确定高频脉冲组的持续时间和重复率，所述调制装置连接到所述高频脉冲发生器的输入端。
【专利摘要】本发明公开了一种压电阀，其包括：主体，所述主体具有输入通道和输出通道，所述输入通道和所述输出通道都配置为与流体流动系统连接；流量控制构件，所述流量控制构件在全打开位置和关闭位置之间相对于阀座移动；压电马达，所述压电马达直接连接到所述流量控制构件。所述压电马达包括压电谐振器，其中沿所述压电谐振器的长和宽激励两个正交的振动模式；工作元件；一个或多个接触部位，所述接触部位在所述工作元件和所述压电谐振器之间提供摩擦接触。所述工作元件和所述压电谐振器中的一者连接到所述流量控制构件，并且配置为由于摩擦接触相对于所述工作元件和所述压电谐振器的另一者移动，从而移动所述流量控制构件。
【IPC分类】F15B13/02, F15B21/08
【公开号】CN105283676
【申请号】CN201480023054
【发明人】瓦伦丁·詹亚科夫, 马克·奥德斯霍恩, 谢尔盖·彼得连科
【申请人】Dti技术国际公司
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2014年2月28日
【公告号】EP2961993A1, US8979065, US20140246614, WO2014134441A1